Belajar Radio Frekuensi

Frekuensi radio merupakan suatu sinyal arus bolak-balik frekwensi tinggi (AC) yan berjalan terus ada suatu konduktor tembaga dan kemudian diradiasikan ke udara melalui sebuah antenna. Suatu antenna mengubah suatu sinyal kabel menjadi sinyal wireless dan vice versa. Ketika sinyal AC frekuensi tinggi diradiasikan ke udara, maka akan membentuk gelombang radio. Gelombang radio ini akan menjauh dari sumber (antenna) pada suatu garis lurus di segala jurusan dengan segera.

Jika anda dapat membayangkan menjatuhkan suatu batu karang pada suatu kolam tenang dan menyaksikan riak yang bergelombang lalu menghilang pada suatu titik, kemudian anda mempunyai suatu gagasan untuk bertindak karena disebarkan dari suatu antenna. Pemahanan prilaku gelombang RF yang disebarkan ini adalah suatu bagian penting untuk mengerti mengapa dan bagaimana fungsi dari wireless lan. Tanpa dasar pengetahuan inim seorang admin akan tidak mampu menetapkan instalasi sesuai lokal-lokasi peralatan dan tidak akan memahami bagaimana problem troubleshoot suatu wireless LAN.

  Prilaku RF

RF ini kadang dikenal sebagai “perokok dan cermin” sebab RF akan tampak bertindak secara tidak teratur dan konsisten pada suatu keadaan. Berbagai hal sekecil connector tidak cukup ketata atau tidak sepadan pada suatu garis disebabkan adanya prilaku yang tidak menentu dan hasil yang tidak diinginkan. Bagian yang berikut ini menjelaskan beberapa jenis prilaku dan apa yang dapat terjadi pda gelomban radio ketika dipancarkan.

Frekuensi radio menunjuk ke spektrum elektromagnetik di mana gelombang elektromagnetik dapat dihasilkan oleh pemberian arus bolak-balik ke sebuah antena. Frekuensi seperti ini termasuk bagian dari spektrum di bawah ini:

Nama band	Singkatan	band ITU	Frekuensi	Panjang gelombang
			< 3 Hz	> 100,000 km
Extremely low frequency	ELF	1	3–30 Hz	100,000 km – 10,000 km
Super low frequency	SLF	2	30–300 Hz	10,000 km – 1000 km
Ultra low frequency	ULF	3	300–3000 Hz	1000 km – 100 km
Very low frequency	VLF	4	3–30 kHz	100 km – 10 km
Low frequency	LF	5	30–300 kHz	10 km – 1 km
Medium frequency	MF	6	300–3000 kHz	1 km – 100 m
High frequency	HF	7	3–30 MHz	100 m – 10 m
Very high frequency	VHF	8	30–300 MHz	10 m – 1 m
Ultra high frequency	UHF	9	300–3000 MHz	1 m – 100 mm
Super high frequency	SHF	10	3–30 GHz	100 mm – 10 mm
Extremely high frequency	EHF	11	30–300 GHz	10 mm – 1 mm
			Di atas 300 GHz	< 1 mm

Catatan: di atas 300 GHz, penyerapan radiasi elektromagnetik oleh atmosfer Bumi begitu besar sehingga atmosfer secara efektif menjadi "opak" ke frekuensi lebih tinggi dari radiasi elektromagnetik, sampai atmosfer menjadi transparan lagi pada yang disebut jangka frekuensi infrared dan jendela optikal.

Band ELF, SLF, ULF, dan VLF bertumpuk dengan spektrum AF, sekitar 20–20,000 Hz. Namun, suara disalurkan oleh kompresi atmosferik dan pengembangan, dan bukan oleh energi elektromagnetik.

Penghubung listrik didesain untuk bekerja pada frekuensi radio yang dikenal sebagai Penghubung RF. RF juga merupakan nama dari penghubung audio/video standar, yang juga disebut BNC (Bayonet Neill-Concelman).

Spektrum elektromagnetik adalah rentang semua radiasi elektromagnetik yang mungkin. Spektrum elektromagnetik dapat dijelaskan dalam panjang gelombang, frekuensi, atau tenaga per foton. Spektrum ini secara langsung berkaitan (lihat juga tabel dan awalan SI):

• Panjang gelombang dikalikan dengan frekuensi ialah kecepatan cahaya: 300 Mm/s, yaitu 300 MmHz
• Energi dari foton adalah 4.1 feV per Hz, yaitu 4.1μeV/GHz
• Panjang gelombang dikalikan dengan energy per foton adalah 1.24 μeVm

Spektrum elektromagnetik dapat dibagi dalam beberapa daerah yang terentang dari sinar gamma gelombang pendek berenergi tinggi sampai pada gelombang mikro dan gelombang radio dengan panjang gelombang sangat panjang. Pembagian ini sebenarnya tidak begitu tegas dan tumbuh dari penggunaan praktis yang secara historis berasal dari berbagai macam metode deteksi. Biasanya dalam mendeskripsikan energi spektrum elektromagnetik dinyatakan dalam elektronvolt untuk foton berenergi tinggi (di atas 100 eV), dalam panjang gelombang untuk energi menengah, dan dalam frekuensi untuk energi rendah (λ ≥ 0,5 mm). Istilah "spektrum optik" juga masih digunakan secara luas dalam merujuk spektrum elektromagnetik, walaupun sebenarnya hanya mencakup sebagian rentang panjang gelombang saja (320 - 700 nm)^[1].

Keuntungan

Gain Diilustrasikan pada figure 2.2, adalah istilah yang digunakan untuk menguraikan suatu peningkatan di dalam suatu amplitude sinyal RF. Gain pada umumnya adalah suatu proses aktif, yang berarti sumber energy eksternal, contohnya RF amplifier, digunakan untuk memperkuat sinyal atau suatu antenna dengan gain tinggi yang digunakan beandwith suatu sinyal untuk meningkatkan amplitude sinyalnya.

Gambar Penguatan Daya

Bagaimanapun juga, proses pasif dapat juga menyebabkan gain. Sebagai contoh, refleksi dari sinyal RF dapat dikombinasikan dengan sinyal utama untuk meningkatkan yang energy dari sinyal yang utama. Meningkatkan kekuatan sinyal RF mungkin dapat berakibat pada hasil yang positif maupun negative. Tipikalnya, semakin banyak energy semakin bagus, tetapi terdapat kasksus, seperti ketika suatu pemancar sedang meradiasikan energy terlalu batas energy keluaran legal, dimana tambahkan energinya maka akan menjadi masalah yang serius.

Kerugian

Kerugian menjelaskan adanya suatu penurunan didalam kekuatan sinyal kita lihat gambar dibawah. Banyak hal yang dapat menyebabkan sinlya RF hilang, keduaduanya ketika sinyal masih berada dikabel sebagai ARUS BOLAK-BALIK frekwensi tinggi silnya elektrik dan ketika sinyal di sebarkan sebagai gelombang radio lewat udara melalui antenna tersebut. Ketahanan kabel dan konektor-konektor menyebabkan kerugian saat memanaskan sinyal ARUS BOLAK-BALIK. Tidak sepadan impedansi pada kabel dan connectors dapat menyebabkan energy dibalikkan kembali kea rah sumber, dimana dapat menyebabkan degradasi sinyal. Object yang secara langsung jenjang transmisi gelombangnya disebarkan dpat menyerap, mencerminkan, atau menghancurkan silnyal RF. Kerugian dapat dengan sengaja disuntik ke dalam suatu sikrit dengan suatu alat peredam. Alat peredam RF merupakan resistor akurat yang dapat mengkonversi ARUS BOLAK-BALIK frekwensi tinggi untuk memanaskan dalam mengurangi amplitudo sinyal.

Gambar Power Loss

Cerminan/Pemantulan

Cerminan/Pemantulan, seperti diilustrasikan dalam 2.4, terjadi ketika suatu gelombang elektromagnetis menyebar berbenturan pada suatu obyek yang mempunyai dimensi sangat luas dmn dibandingkan dgn panjang gelombang dari penyebaran. Cerminan/Pemantulan terjadi di permukaan  bumi, bangunan, dinding, dan tempat lain yang mepunyai rintangan/pantulan. Jika permukaannya lembut, sinyal yang dicerminkan dapat tetapi utuh, meskipun terdapat beberapa kekurangan dalam penyerapan dan penyebaran sinyal itu.

Pemantulan

 Pemantulan sinyal RF dapat menyebabkan permasalahan serius untuk wireless LANS. Ini mencerminkan sinyal utama dari berbagai object di  area transmisi yang dikenal sebagai multipath. Multipath dapat berpengaruh buruk pada Wireless LAN, seperti penurunan atau membentuk danau

Pemantulan dari magnitude ini tidak pernah diinginkan dan secara tipikal memerlukan kemampuan khusus di dalam perangkat keras wirelees LAN untuk mengganti kerugian untuk itu.Kedua multipath dan keanekaragaman antena dibahas lebih lanjut pada bab 9.

Pembiasan

Pembiasan menguraikan kelenturan suatu gelombang radio yang lewat melalui suatu medium pada kepadatan yang berbeda. Sebagai gelombang RF lewat ke dalam suatu denser medium, gelombang  akan dibengkokkan berubah arah. Ketika melintasi medium seperti itu, sebagian gelombang akan dicerminkan menjauh dari sinyal yang diharapkan, dan beberapa akan dibengkokkan melalui  medium ke arah yang lain

Penyebaran

Penyebaran terjadi ketika medium gelombang yang berjalan terdiri dari object dengan dimensi yang kecil dibandingkan dengan sinyal panjang gelombang, dan nomor. Kendala per volume unit didalam yang besar. Penyebaran gelombang yang diproduksi oleh permukaan yang kasar, object kecil, atau oleh lain ketidakteraturan dalam alur sinyal. Beberapa contoh yang dapat menyebabkan penyebaran adalah suatu sistem komunikasi mobile yang meliputi daun-daunan, papan nama jalan, dan lamppost

Penyerapan

Penyerapan terjadi ketika sinyal gelombang RF menemukan suatu obyek dan kemudian diserap pada suatu material dari obyek seperti aturan yang tidak dilakukan, reflect off, pembengkokan di sekitar obyek.

VSWR

VSWR terjadi ketika ada sebuah penghalang yang tidak cocok pada alat sistem RF. "Mismatched" dalam konteks ini, berarti bahwa satu bagian alat mempunyai penambah atau pengurang dari penghalang daripada bagian dari peralatan yang disambungkan. VSWR bisa disebabkan oleh sinyal RF yang direfleksikan pada suatu poin impedance mismatch pada alur sinyal. VSWR menyebabkan kehilangan titik balik, dimana dapat diartikan sebagai kehilangan energi penerus melalui suatu sistem untuk mematikan energi yang direfleksikan kembali menuju transmitter. Bila akhir dari penghalang pada sebuah koneksi tidak cocok, maka jumlah maximum dari energi yang ditransmisikan tidak akan diterima oleh antena. Ketika bagian dari sinyal RF direfleksikan kembali menuju transmitter, level sinyal pada berbagai variansi garis lainnya akan tetap. Variansi ini merupakan indikator dari VSWR.

Untuk ilustrasi pada VSWR, bayangkan sebuah air yang mengalir melewati 2 taman pipa air. Sepanjang 2 pipa air mempunyai diameter yang sama, air akan mengalir melewati seamlessy-nya. Jika pipa tersebut disambungkan ke keran yang secara signifikan lebih besar daripada keran selanjutnya yang searah, maka akan terjadi tekanan balik pada keran dan meskipun itu terhubung anatra 2 keran.

Ilustrasi tekanan balik VSWR ini,dapat dilihat pada figure 2.8. pada contoh ini, anda dapat melihat tekanan balik tersebut dapat berakibat negatif dan tidak sedekat dan sebanyak air yang ditransfer pada keran kedua

Rasio VSWR

Kelebihan merupakan sebuah rasio, jadi ini merupakan hubungan antara 2 angka. Tipe nilai VSWR 1,5:1. dua angka ini terkait .Angka yang kedua selalu 1, mewakili persamaan yang sempurna, sebagaimn variasi angka pertama. Angka pertama terendah (mendekati 1) , adalah impedance matching terbaik yang anda miliki. Sebagai contoh, VSWR 1.1:1 adalah lebih baik daripada 1.4:1. Pengukuran VSWR 1:1 akan menunjukkan impedance match yang terbaik dan tidak ada voltase gelombang yang akan ditampakkkan pada alur sinyal.

Satuan Ukur

Ada sedikit satuan ukur yang seorang admin jaringan wireless harus segera familiar dengan nya dalam rangka efektivitas pada implementasi dan troubleshooting wireless LAN. Kita akan membicarakan semua secara detail , memberikan contoh dari kegunaan nya. Kemudian kita akan menggunakan nya untuk digunakan pada perhitungan matematika sehingga kita akan mempunyai pegangan yang kuat apa aja yang diperlukan pada bagian dari pekerjaan CWNA

Watts (W)

Bagian dasar dari power adalah watt. Watt digambarkan sebagai satu ampere(A) dari arus pada satu volt (V). Sebagai contoh apakah maksud dari unit ini, bayangkan kebun sebuah rumah yang mempunyai air yang mengalir melalui kebun itu. Tekanan pada jalur air mengambarkan tegangan pada jalur elektro. Arus air yang mengalir melalui kebun rumah menggambarkan ampere. Memikirkan tentang watt adalah hasil dari pemberian tekanan dan memberikan di sekitar kebun rumah

Miliwatt

Ketika mengimplementasikan wireless LAN, level kekuatan terendah adalah 1 miliwatt (1/1000 watt) dapat digunakan pada area yang tidak terlalu luas, dan level kekuatan pada jaringan wireless tunggal yang mempunyai segment jarang lebih dari 100 mW – cukup untuk komunikasi separuh mil (0.83 km) pada kondisi optimal. Akses point sebenar nya memiliki kekuatan pada radiasi 30-100 mW) tergantung pada bahan. Itu hanya pada kasus point to point pada koneksi di luar rungan  antar bangunan yang kekuatan level yang harus digunakan diatas 100mW. Kebanyakan level kekuatan yang dipakai oleh adalah dalam mW atau dBm.  Dua unit pengukuran ini kedua-duanya  mengambarkan nilai yang absolute dan keduanya merupakan standard pengukuran dalam industri

Decibels

Ketika sang penerima sangat sensitif untuk signal RF, mungkin saja mampu mengambil sinyal rendah senilai 0.0000000001 watts. Selain dari yang jelas maksud numericalnya, jumlah yang kecil ini mempunyai sedikit arti pada layperson dan akan mungkin diabaikan atau dibaca salah. Decibels mengijinkan kita untuk menghadirkan angka-angka ini dengan membuatnya lebih mudah dikendalikan dan lebih mudah dipahami. Decibels adalah hubungan logaritmis yang didasarkan pada  pengukuran linier yang sebelumnya diterangkan dari power:watt. Mengenai RF, suatu logaritma adalah eksponen pada nilai 10 harus diangkat untuk menjangkau beberapa nilai yang diberikan .

Jika kita memberikan nilai 1000 dan menanyakan nilai dari log nya, kita menemukan bahwa log1000 = 3 karena 10³ = 1000.

Gain dan Pengukuran Kerugian

Gain dan kerugian terukur pada decibels, bukan dari watt karena gain dan kerugian adalah konsep relatif dan decibel adalah pengukuran relatif. Gain atau kerugian  pada system RF mungkin bisa dimaksud dengan pengukuran power yang absolut (misal 10 watt dari power) atau dengan  pengukuran power yang relatif ()